Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод и многое другое.
 
Школа для электрика | Электротехника | Электроника | Автоматизация | Робототехника | Возобновляемая энергетика | Контакты



 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / Справочник электрика / Полезная информация / Тренды в сфере Интернета вещей (IoT) на 2021 год


 Школа для электрика в Telegram

Тренды в сфере Интернета вещей (IoT) на 2021 год




В последние годы Интернет вещей (IoT) пользуется все большей популярностью, в основном из-за его огромного потенциала. Кроме того, в 2020 году началась волна цифровой трансформации компаний, в которой Интернет вещей играет важную роль. Давайте посмотрим, что наиболее сильно развивается в сфере Интернета вещей в 2021 году.

1. Расширение сетей 5G

На первом месте по-прежнему стоит расширение сетей 5G. Интернет вещей действительно существует только благодаря беспроводному соединению, которое является его неотъемлемой частью. Чем надежнее соединение, тем выше производительность и надежность.

Расширение сетей 5G

Мощная технология 5G - путь к Индустрии 4.0

Сети 5G принесут:

  • Более крупные каналы (для ускорения передачи данных);

  • Меньшая задержка (быстрый отклик);

  • Возможность одновременного подключения нескольких устройств (для датчиков и смарт-устройств). Это дает приложениям Интернета вещей новое измерение удобства использования;

  • Многие другие устройства и датчики могут обмениваться данными друг с другом без перегрузки сети;

  • Кроме того, низкая задержка позволяет лучше использовать автопилоты, например, хирургических роботов, а умные города действительно могут развиваться.

Реальный потенциал Интернета вещей будет раскрыт только с появлением сетей 5G.

Сети IoT и 5G найдут применение в основном в таких областях, как:

  • Автомобильная промышленность и дистрибуция;

  • Умные города;

  • Здравоохранение;

  • Промышленность;

  • Энергетическая промышленность.

Сети IoT и 5G широко используются в промышленных средах

Сети IoT и 5G широко используются в промышленных средах

2. Блокчейн и кибербезопасность

IoT придется решать сложные проблемы безопасности. Эти сложности проистекают из разнообразного и распределенного характера технологий. Сеть подключенных устройств остается уязвимой для атак.

Сколько устройств было подключено к Интернету в 2020 году? 26 миллиардов потенциальных устройств, через которые вы можете попасть в корпоративную сеть. Именно на сетевом уровне защита будет наиболее эффективной.

Наиболее распространенные типы атак:

  • Фишинг 37%;

  • Сетевое вторжение 30%;

  • Непреднамеренное раскрытие информации 12%;

  • Украденное или утерянное устройство или записи 10%;

  • Плохая конфигурация системы 4%.

Безопасность данных в системах Интернета вещей - фундаментальная проблема, требующая надежного решения. На данный момент технология блокчейн кажется наиболее подходящим инструментом для обеспечения надлежащей защиты данных.

IoT сталкивается со сложными проблемами безопасности

IoT сталкивается со сложными проблемами безопасности

Приложения IoT по сути являются распределенными системами, поэтому для них подходит технология блокчейн. Он разработан для решений, которые включают взаимодействие между многими компонентами, а блокчейн гарантирует, что транзакции надежно записываются в фиксированные строки и могут использоваться в системе без возможности изменения.

Таких технологий в IT еще не было. Всегда была возможность скорректировать «результат». Кроме того, широкая общественность понимает потенциал этой технологии, и, например, в Швейцарии они тестируют онлайн-выборы на основе блокчейна.

Для финансовых учреждений уже стало нормой защищать свои операции с помощью блокчейна. Сначала его пытались дискредитировать, но понимали, что на такой технологии можно заработать каждый. В то же время блокчейн в настоящее время популярен в IoT из-за его способности обеспечивать защиту данных с использованием методов шифрования и одноранговой связи без посредников.

Таким образом, прогнозы сходятся в том, что в ближайшие периоды рынок Интернета вещей будет уделять больше внимания повышению безопасности.

Данные показывают, что разнообразный и распределенный характер Интернета вещей вызывает проблемы с безопасностью. Поставщики полных решений IoT получат финансовую выгоду от решения проблем безопасности IoT. Блокчейн популярен в IoT для обеспечения защиты данных с использованием методов шифрования и одноранговой связи.

3. AI (искусственный интеллект), большие данные и расширенная аналитика

Для эффективного управления бизнесом недостаточно просто собрать информацию. Очень важно анализировать собранные данные и принимать правильные решения на основе этих данных.

Растущее число устройств, подключенных к Интернету, генерирует массу сложной необработанной информации, и ее анализ стал настоящей проблемой для аналитиков данных.

Например, подключенные к сети транспортные средства или промышленные роботы производят «терабайты» статистики, требующей дальнейшей обработки, без которой информация де-факто бесполезна.

Только аналитические решения, основанные на искусственном интеллекте (ИИ), способны агрегировать этот огромный объем информации, улучшать его в режиме реального времени и предоставлять новые идеи. Сегодняшний Интернет вещей невозможно представить без этих союзов.

Промышленные роботы

Промышленные роботы производят «терабайты» информации для дальнейшей обработки

Слияние искусственного интеллекта и больших данных - одна из самых значительных тенденций в Интернете вещей, которая может обеспечить лучшие результаты для промышленности и изменить способ деятельности людей.

Кроме того, тесная интеграция искусственного интеллекта, больших данных и интеллектуальных устройств внесет значительный вклад в защиту от угроз безопасности. Уже есть модели, которые могут предсказать, где произойдет следующее преступление. Все благодаря математике и искусственному интеллекту.

Кроме того, этот метод позволяет системам запускать предупреждения или действия без передачи данных. В результате повышается производительность, поскольку сети работают с малой задержкой.

Еще одна тенденция - интеграция потоков данных непосредственно в машинное обучение. Потенциальные приложения включают в себя умные дома, обслуживание лифтов, диагностику здравоохранения, мониторинг нарушений безопасности в корпоративной сети и многое другое. 

Кроме того, собранные данные будут продаваться как отдельный товар. Последние статистические данные по машинному обучению отражают это развитие.

Машинное обучение

Важной тенденцией является прямая интеграция потоков данных в машинное обучение

4. Цифровые двойники

Благодаря все более широкому внедрению блокчейна в IoT, популярность технологии цифровых двойников растет, и она становится одной из основных тенденций на рынке IoT.

Цифровые двойники - это зеркало одного из объектов или процессов, которые имеют одинаковые свойства и работают так же, как их настоящие версии. Вы можете представить это как один объект или процесс из реального мира, имеющий своего виртуального двойника.

Затем в виртуальном мире мы можем проверить, что произойдет, если мы добавим в производство еще двух роботов. Виртуальный близнец берет данные из реального мира и показывает нам, что в итоге получится.

Например, это может указывать на то, что мы не сможем доставить продукцию или что производственная линия будет загружена. Итак, мы пробуем все виртуально, но с реальными данными.

Цифровые двойники - это зеркало одного из объектов или процессов

Цифровые двойники - это зеркало одного из объектов или процессов

Причина, по которой блокчейн обеспечивает достаточную основу для работы цифровых двойников, заключается в основных атрибутах этой технологии:

  • Управляемость;

  • Неизменность;

  • Отсутствие посредников.

Эти функции очень полезны для цифровых двойников, поскольку они позволяют безопасно передавать ценные данные между виртуальным и реальным мирами.

Подобные эксперименты чрезвычайно полезны для промышленного Интернета вещей. Например, используя виртуальные копии подключенного оборудования на производственных предприятиях, мы можем моделировать различные ситуации и прогнозировать положительные и отрицательные результаты. Таким образом, мы можем предотвратить несчастные случаи и повысить эффективность работы физического оборудования.

Промышленные системы могут извлечь максимальную выгоду из цифровых двойников. В будущем ни одно интеллектуальное производство не обходится без цифровых двойников.

Промышленные системы могут извлечь максимальную выгоду из цифровых двойников

Промышленные системы могут извлечь максимальную выгоду из цифровых двойников

5. Профилактическое обслуживание

Концепция профилактического обслуживания - действительно удобное решение IoT как в промышленных компаниях, так и в частной жизни людей. Вполне вероятно, что в ближайшие годы в эту технологию будут инвестироваться все больше и больше.

В конце концов, давайте посмотрим правде в глаза, кто бы не хотел знать, когда производственная машина, робот, двигатель или котел может выйти из строя?

На промышленных предприятиях ряд датчиков отслеживает состояние компонентов и передает данные в управляемое искусственным интеллектом программное обеспечение, которое анализирует данные и может предсказать, когда может произойти сбой или даже полное отключение. Техники своевременно проинформированы и могут заменить детали до того, как они выйдут из строя.

Профилактическое обслуживание - это способ определить вероятность отказа

Профилактическое обслуживание - это способ определить вероятность отказа

В умных домах датчики контролируют все устройства, включая электричество, воду и отопление. При обнаружении таких проблем, как утечка воды или короткое замыкание, домовладельцы уведомляются через приложение, чтобы они могли быстро принять меры предосторожности.

К основным преимуществам можно отнести:

  • Экономия затрат; 

  • Более безопасные условия труда;

  • Возможность предотвращения серьезных событий и повреждений.

И такое обслуживание действительно необходимо большинству отраслей: промышленному производству, логистике, складскому хозяйству, здравоохранению, умным городам и т. д.

6. Переферийные вычисления (более быстрая альтернатива облаку)

Еще одна основа Интернета вещей - облачные вычисления. Однако облачные вычисления имеют существенные недостатки, такие как низкая пропускная способность и высокая задержка, которые могут вызывать проблемы, особенно когда критически важна обработка данных в реальном времени. Поэтому многие компании в настоящее время инвестируют в новейшие технологии.

Для облачных вычислений данные, собранные с датчиков и устройств, должны поступать на центральный облачный сервер, чтобы их можно было обработать и затем отправить обратно. Обычно это большие расстояния, и это вызывает большую задержку.

При переферийных вычислениях информация, собранная устройством, обрабатывается непосредственно на этом устройстве, не отправляясь в другие места. Это возможно благодаря возросшим вычислительным возможностям современных устройств.

Развивающаяся концепция Индустрии 4.0 неотъемлемо включает периферийные вычисления

Развивающаяся концепция Индустрии 4.0 неотъемлемо включает периферийные вычисления

Переферийные вычисления децентрализованы, и данные, собранные на устройствах (на границе), не отправляются на центральный сервер, а обрабатываются на этих устройствах. Такой подход обеспечивает значительную экономию полосы пропускания и может обеспечить лучшую конфиденциальность.